Künstliche Lunge

[webbuddah]

hi,

danke für deine antwort ! hatte total vergessen die vorgestellte funktionsweise kurz zu erläutern:

die kolben sollen stets das gleich volumen einsaugen, bzw. ausstoßen, deshalb sind die parallel geschaltet. wenn die kolben saugen, soll in den inspirationskolben umgebungsluft durch den roten stutzen gesogen werden und in den expirationskolben das gleiche volumen eines testgases.

beim ausstoßen durch die kolben wird die umgebungsluft wieder abgegeben und das testgasvolumen durch den roten anschluss ausgestoßen!

mit dem thema servomotoren werde ich mich mal befassen und mir das mal anschauen. vielen dank für den link.

die sache mit der doppelhub-pumpe habe ich mir auch schon überlegt, aber einerseits ist das prinzip "doppelhub" fehl am platze und außerdem verlieren diese dinger relativ schnell an präzision (hab selber so ein teil daheim zum aufpumpen meines luftbettes und das teil macht nicht mehr den stabilsten eindruck. ok, es ist auch bestimmt schon 8 jahre alt oder so !)

es muss keine absolute billiglösung sein, es soll aber auch kein auftrag für eine sondermaschinenfertigung werden, sondern möglichst günstig (nicht billig) aus standardkomponenten gefertigt werden.

grüße

webbi

[ranke]

die sache mit der doppelhub-pumpe habe ich mir auch schon überlegt, aber einerseits ist das prinzip "doppelhub" fehl am platze und außerdem verlieren diese dinger relativ schnell an präzision (hab selber so ein teil daheim zum aufpumpen meines luftbettes und das teil macht nicht mehr den stabilsten eindruck. ok, es ist auch bestimmt schon 8 jahre alt oder so !)

Doppelhub liegt in der Natur einer Kolbenpumpe, was auf der einen Seite verdrängt wird, wird auf der anderen Seite angesaugt. Die frage ist, ob man diese Funktionalität ausnutzt. Aus einer doppeltwirkenden Pumpe eine einfachwirkende zu machen sollte nicht sehr schwierig sein.
Alternativ kann man an Pneumatikzylinder denken, die gibt es auch in dieser Größe, allerdings sind die Querschnitte der Leitungen relativ geringer, da man normalerweise mit höheren Drücken arbeitet. Zum Beispiel:
http://www.festo.com/cat/de_de/data/.../DE/DNG_DE.PDF
Die sehen so aus, als ob man sie zerlegen und an den kritischen Stellen aufbohren könnte.
Brauchst Du nicht auch gesteuerte Ventile? (Sorry ich habe die Funktionsbeschreibung immer noch nicht so ganz kapiert). Die haben ja meistens die engsten Querschnitte für die Strömung.
Zum Antrieb: da liegt es eigentlich nahe, auch einen Pneumatikzylinder zu nehmen, soweit ich mich erinnere, gibt es da schon Lösungen, dass man nicht nur von Anschlag zu Anschlag fahren muß. Ob das in der vor Dir geforderten Genauigkeit geht, weiß ich aber nicht.

[HeXPloreR]

Hallo,

irgendwie habe ich unter "künstlicher Lunge" etwas anderes verstanden.. so etwas ungefähr http://www.handelsblatt.com/technolo...waehrt;1131058

Aber denoch wäre es hilfreich wenn Du die Durchlaufrichtung der
Ventile kurz einzeichnest.
Verstehe auch nicht warum das Thema "Doppelhub" hier nicht greifen sollte, denn immerhin könntest Du dir damit eine kompletten Zylinder sparen? Jedenfalls nach Deiner Funktionsbeschreibung, oder???

Warum...also kann mir nur vorstellen das man Luftballons oder auch Flaschen luftleer saugen möchte, und dann wieder (mit Testgas - was ist das, kenne viele Gase, das aber nicht...) auffüllt. Doch warum ist der gleiche Hub dabei so wichtig?? Der Zweck bleibt mir irgendwie unklar.

mfg

Edit: Also ich gehe davon aus das diese Testgas Sauerstoff beinhalten wird. desweiteren gehe ich davon aus das Du damit jemanden baetmen möchtest.
Nun muß ich dir dazu sagen, das es nicht mal einfach so gemacht werden kann aus einen flexiblem Hohlkörper ( wie die Lunge unter anderem auch ist ), dazu muß man ständig den Druck überwachen, den Unterdruck der entsteht ebenso wie der Überdruck...denn ziehst Du mehr Luft aus der Lunge als dort vorhanden ist wird diese sehr schnell beschädigt, ganz zu schweigen von dem merkwürdigen Gefühl keine Luft mehr zu bekommen, als wenn jemand auf einem drauf sitzt. Und leitest Du nun das andere Medium ein, welches nicht mehr unbedingt der Absaugmenge entspricht - weil unabhängige Ansaugung - ist es nur eine Frage der Zeit bis etwas passiert was nicht sein sollte.

Daher eignet sich der Doppelhub...mit einer sensorischen Erfassung des maximalen verträglichen Unterdrucks der Lunge. Und da sich der Zylinder dann auch nur diesen Weg zurück bewegen kann wobei er das "Testgas" abgiebt hast du automatisch des angesagte Volumen = einströmendes Volumen?!

[Manf]

Eine künstliche Lunge bezeichnet so ziemlich alles was Luft pumpt oder Blut mit Sauerstoff anreichert.

Da hier Luftpumpen beteiligt sind ist es entweder eine Pumpe für frische Luft in die Lunge oder ein Lungensimulator.
Ich glaube es ist ein Lungensimulator gemeint.

Wenn wir noch eine Abschätzung für den maximalen Druck haben, können wir überlegen ob man etwas mit einem Blasebalg machen kann (oder mit zweien). Das wäre immerhin bei dem kleinen Druck auch relativ verlustarm. Ein Pneumatiksysten für das Volumen von (3-4ltr) ist relativ groß und hat bei dem für Pneumatiksysteme üblichen Druck sicher etwas mehr Reibungs-Verluste.

Wie groß ist der Differenzdruck bei einer Lunge? Bei Anstrengung 0,3bar? Bei Normalbetrieb eher unter 0,05 bar. Ein klassischer Staubsauger arbeitet etwa mit einem Differenzdruck von 0,1 bar.

[webbuddah]

Hui, hier tut sich ja einiges !

Zuerst mal zur Klarstellung:

Ich habe den Thread einfach unter der Bezeichnung "Künstliche Lunge" benutzt, da er sich eigentlich mit dem gleichen Thema beschäftigt, welches mich auch beschäftigt und es deswegen sicher sinnlos gewesen wäre, einen neuen mit dem Betreff "Lungensimulator" zu eröffnen !

Manf hatte also völlig recht.

@Manf:

Über die entstehenden Drücke habe ich mir noch keine so großen Gedanken gemacht. Allerdings sollten sie die physilogischen Druckparameter nicht um Größenordnungen übersteigen. Es ist also eher nicht mit pneumatiktypischen Drücke.

Allerdings sollen Testweise auch annähernde Rechteckverläufe simuliert werden. Also ein möglichst schnelles Ausstoßen des Testvolumen. Auch in diesem Szenario darf es nicht zu großen Abweichungen kommen.

Das System soll also ingesamt auf Durchsatz getrimmt werden und einen möglichst geringen Leitungswiderstand bieten.

@HeXPloreR & ranke:

Ich habe im Anhang jetzt die Skizze mit Durchlaufrichtung. Entschuldige bitte, dass ich es vorher nicht eingezeichnet hatte, aber ich denk schon eine Weile und viele Skizzen darüber nach, so dass es für mich klar war.

Das Testgas ist ein definiertes Gasgemisch. Ein Gas zum testen !

So wie ich meine Doppelhubpumpe verstanden habe, wird stets über dieselbe Öffnung angesaugt und über eine andere gleibleibende Öffnung ausgestoßen. (Das jeder Zylinder quasi nach dem "Doppelhubprinzip" funktioniert ist mir klar, da hab ich mich wahrscheinlich etwas unglücklich ausgedrückt) Allerdings bringt mir das nicht sonderlich viel, da ich bei der Inspiration das Volumen aus der Umgebungsluft untersuchen will und bei der Expiration das Volumen aus der Exspirationskolben. Und es MÜSSEN beide Volumina exakt gleich groß sein.

Ich hoffe ich konnte offene Fragen beseitigen !

Eigentlich geht es mir darum, soetwas (http://www.medikro.de/produkte/spiro...eichpumpe.html) zu automatisieren. Allerdings kostet eine Eichpumpe mit 3l ca. 300-400€. Eventuell gibt es da ja doch eine günstigere Lösung !

Nun werde ich mich mal weiter mit der Thematik beschäftigen, welche Antriebe nutzbar sind.

Bin für Anregungen weiterhin dankbar.

Grüße

webbi

[webbuddah]

so, nun ist eine woche rum und ich bin wieder etwas schlauer:

da sich keine wirklich brauchbaren zylinder mit großen ein-/auslässen finden lassen, wird es wohl doch auf eichpumpen/kalibrierpumpen hinauslaufen.

die blasebalg-lösung hab ich auch ausgeschlossen, da es relativ schwierig ist, das volumen zu bestimmen, wenn man nur teil-volumina ausstößt, bzw. "einatmet".

mit dem thema antrieb habe ich mich auch ausführlich die woche auseinander gesetzt:

da das ganze über eine labviewschnittstelle laufen muss (leider), habe ich nach einer geeigneten motorsteuerung ausschau gehalten.

dabei bin ich auf die steuerung von nanotec gestoßen:
http://de.nanotec.com/schrittmotorsteuerung_smci32.html

bei der schrittmotorwahl bin ich momentan noch etwas unschlüssig. hierzu muss ich mir erstmal überlegen, was für massen beschleunigt werden müssen.

ansonsten bin ich jetzt auf der Suche nach bauteilen um eine linearführung aufzubauen.

habt ihr eventuell gute anlaufadressen, wo ich spindeln, lager und muttern zu halbwegs vernünftigen preisen kaufen kann? es muss nicht bosch-rexroth oder so vom preisgefüge sein !

vielen dank!

[i_make_it]

Pumpenbau mit Baumarkt Mitteln:

Abflußrohr (Die grauen für Regenrinnen und und so)
Stabiles Sperrholz
Lochsäge
Feile
Bügelsäge
Schmirgelpapier
Gewindestangen - U-Scheiben - Muttern
Kupferrohr
Gummidichtringe

Zylinder Herstellen:

Rohr zuschneiden
Zwei Holzbretter mit der Lochsäge einseitig mit Nuten versehen im Durchmesser des Rohres.
ggf. die Bretter mit 5 Minuten Epoxy einstreichen, auch die Nuten damit das ganze später gasdicht ist.
Nuten mit Silikon ausspritzen und beim Abziehen des Silikons eine versenkte Fuge bilden. (Mit nem Centstück einmal rundrum das Silikon so aus der Nut kratzen das eine konvexe Oberfläche übrig bleibt)
Silikon aushärten lassen.
mit zwei bis vier Gewindestangen die die Bretter dicht als Stirnseitige Abschlüsse des Rohres festspannen.

Kolben Bauen:
Drei bis fünf Sperrholzscheiben mit der Lochsäge aussägen.
Zwei oder drei Scheiben grade so groß das sie nur wenige zehntel mm kleiner sind als der Rohrinnendurchmesser.
Geht ganz gut indem man die Bretter auf den Schleifteller von einer Bohrmaschine schraubt und dann mit einer Latte die mit Schmirgelpapier umwickelt ist den Durchmesser vorsichtig runterschleift.
Die eine oder zwei übrigen Scheiben werden etwas kleiner gesägt, wie klein hängt davon ab welche Gumidichtungen man bekommen hat.
Wenn der Kolben fertig ist, sollen die Kolbendichtungen ja grade so an der Zylinder (Rohr) Innnenwand schleifen, daß das ganze nicht leckt.
Der Kolben wird als Sandwich aus groß-klein-großen Scheiben aufgebaut.
Bei drei Scheiben gibt es einen Kolbenring bei fünf Scheiben 2 Kolbenringe.
Die Scheiben mit 5 Minuten Epoxy verkleben, hält gut und wird gasdicht.
Als Kolbenstange wird eine Gewindestange mit Karossereischeiben und Muttern mit Dem Kolben verbunden. Gummi Flächendichtungen und eine satte Füllung der Kolbenbohrung mit Silikon machen das ganze Dicht.
Die Gewindestange sollte so gewählt sein das sie grade so in ein Heizungsrohr aus Kupfer passt.
Das vorhandene Spiel beseitigen wir mit Paketschnur die in die Gewindegänge gewickelt wird. Das Rohr geht jetzt stram über die Gewindestange und ist recht gut zentriert.
Wenn das Ganze nur auf einer Seite arbeiten soll, benörigen wir keine Dichtungen für die Kolbenstange, Sonst bauen wir uns eine Stopfbuchse so ähnlich wie wir den Kolben gebaut haben, nur das sich jetzt innen unterschiedliche Durchmesser befinden, da ja das Kupferrohr der Kolbenstange dicht abschließen soll.

Ich hoffe das ist ohne Bild verständlich.

[webbuddah]

hallo i_make_it,

danke für deine kurze kreative Erläuterung. Klingt für mich sehr einleuchtend, aber wird wohl von der Genauigkeit sehr zu wünschen lassen.
Außerdem darf ich nicht mit Silikon oder ähnlichem hantieren, da dies die Messergebnisse durch Wechselwirkungen mit dem Messobjekt beeinflussen könnte.

Grüße

webbi

[bbraune]

Ich muss mich jetzt mal wieder hier mit einklinken.
Habe jetzt einige Fehlversuche mit dem Kloben/Zylinder Aufbau hinter mir und bin noch kein Stück weiter.
Will es jetzt mal mit einem Faltbalg versuchen.
Hat jemand ne Idee wo ich ein Faltbalg her bekomme den ich zum Pumpen
nehmen kann? Hatte schon Kontakt mit der Firma HALLTECH, diese meinen aber das ihre Gummifaltbälge nicht zum pumpen geeignet sind und ich einen aus Kunststoff brauche.
Auch nach intensiver Suche im Netz habe ich nichts Passendes gefunden.

[sebi87]

@ bbraune:

Dazu kann ich nur sagen das ich das selbe Problem hatte und von der Firma HALLTECH auch diese Aussage erhalten hatte. Dennoch habe ich dann die Faltenbälge bestellt und mit passenden Endstücken aus POM eigenen sie sich entgegen der Aussage recht gut zum Pumpen.